【正文】 組織結(jié)構(gòu)變化最終導致性能變化的外因。 材料科學基礎包含緒論、材料的結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、結(jié)晶理論、二元相圖（含鐵碳相圖）、三元相圖、塑性變形理論、再結(jié)晶理論等八部分。 主要內(nèi)容 材料的結(jié)合方式、金屬材料的結(jié)構(gòu)、高分子材料及陶瓷材料的結(jié)構(gòu)特點。 教學難點 1. 晶體結(jié)構(gòu)； 2. 合金相結(jié)構(gòu) 3. 高分子材料 、 陶瓷材料的結(jié)構(gòu)特點； 教學過程 一 、 復習上一節(jié)內(nèi)容 二 、 導入新課 三 、 講授新課 四 、 小結(jié) 五 、 思考題 六 、 作業(yè) 復習上一節(jié)內(nèi)容 材料科學在國民經(jīng)濟中的重要地位是什么 ？ 如何對工程材料進行分類 ？ 材料科學的研究對象及任務是什么 ？ 思考題 1． 三大固體材料的鍵性如何 ？ 2． 金屬的特性是什么 ？ 3． 純金屬的晶體結(jié)構(gòu)有幾種類型 ？ 4． 合金相結(jié)構(gòu)有幾種 ？ 都是什么 ？ 5． 金屬材料的性能特點是什么 ？ 6． 高分子材料的結(jié)構(gòu)及性能特點是什么 ？ 7． 陶瓷材料的結(jié)構(gòu)及性能特點是什么 ？ 作 業(yè) 氯化鈉和金剛石各屬于那種空間點陣 ？ 試計算配位數(shù)與致密度 。 在立方系中繪出 ｛ 110｝ 、 ｛ 111｝ 晶面族所包括的晶面 ， 及（ 112） 和 （ 10） 晶面 。 計算面心立方結(jié)構(gòu) （ 111） 、 （ 110） 與 （ 100） 面的面密度和面間距 。 合金相 VC、 Fe3C、 CuZn、 ZrFe2屬于何種類型 ， 并指出其結(jié)構(gòu)特點 在立方系標準投影圖上確定極點 （ 111） 、 （ 11） 、 （ 11） 、（ 1） 、 （ 12） 、 （ 0） 的位置 。 教學參考書 1. 《 材料科學基礎 》 趙品 哈爾濱工業(yè)大學出版社 1999年 2. 《 高分子材料導論 》 張留成 化學工業(yè)出版社 1993年 3. 《 工程陶瓷材料 》 金志浩 、 周敬恩 機械工業(yè)出版社 1986年 講授新課 1 材料的結(jié)合方式 2 晶體學基礎 3 材料的晶體結(jié)構(gòu) 材料的結(jié)合方式 一、化學鍵 1. 離子鍵 2. 共價鍵 4. 范德華鍵 二、工程材料的鍵性 離子鍵 形成 當兩種電負性相差很大（如元素周期表相隔較遠的元素）的原子相互結(jié)合時，其中電負性較小的原子失去電子成為正離子，電負性較大的原子獲得電子成為負離子，正、負離子靠靜電引力結(jié)合在一起而形成的結(jié)合鍵。離子晶體具有很好的絕緣性。 共價鍵 形成 元素周期表中的 Ⅳ A、 ⅤA 、 ⅥA 族大多數(shù)元素或電負性不大的原子相互結(jié)合時，原子間不產(chǎn)生電子的轉(zhuǎn)移，以共價電子形成穩(wěn)定的電子滿殼層的方式實現(xiàn)結(jié)合。 特性 方向性，飽和性，結(jié)合力很大 具有共價鍵物質(zhì)的特性 共價晶體強度、硬度高，脆性大，熔點、沸點高，揮發(fā)性低 。當金屬原子相互結(jié)合時，金屬原子的外層電子（價電子）就脫離原子，成為自由電子，為整個金屬原子所共有。這種由金屬正離子與電子氣之間相互作用而結(jié)合的方式稱為金屬鍵。 ② 、 正的電阻溫度系數(shù) ， 即隨溫度升高電阻增大 。 ④ 、 具有金屬光澤 。 特性 結(jié)合力較弱 具有共價鍵物質(zhì)的特性 硬度低、沸點低，絕緣性 。 如果以四種鍵為頂點作一個四面體 ， 就可以把材料的結(jié)合鍵范圍示意地表示在這個四面體上 ， 具體材料地鍵特性見圖 。 非晶體： 非晶體在整體上是無序的，但原子間也靠化學鍵結(jié)合在一起，所以在有限的小范圍內(nèi)觀察還有一定規(guī)律，可將非晶體的這種結(jié)構(gòu)稱為近程有序。 這些點代表原子 (分子或離子 )的中心 ， 也可是彼此等同的原于或分子群的中心 ， 各點的周圍環(huán)境相同 。 晶胞： 從點陣中取出一個仍能保持點陣特征的最基本單元叫晶胞 。 a、 晶胞選取的條件 b、 14種空間點陣 ， 布拉菲點陣 晶胞選取應滿足的條件 (1)晶胞幾何形狀充分反映點陣對稱性 。 (3)當棱間呈直角時 ， 直角數(shù)目應最多 。 14種空間點陣 晶向指數(shù)與晶面指數(shù) 晶向指數(shù)和標定 (1)以晶格中某結(jié)點為原點 ， 取點陣常數(shù)為三坐標軸的單位長度 ， 建立右旋坐標系如圖 。 (2)“ 末 ” 點坐標減去 “ 始 ” 點坐標 ， 得到沿該坐標系備軸方向移動的點陣參數(shù)的數(shù)目 。 晶面指數(shù)的標定 (1)建立如前所述的參考坐標系 ， 但原點應位于待定晶面之外 ， 以避免出現(xiàn)零截距 (2)找出待定晶面在三軸的截距 ， 如果該晶面與某軸平行 ， 則截距為無窮大 。 晶 帶 相交于某一晶向直線或平行于此直線的晶面構(gòu)成一個晶帶 ， 此直線稱為晶帶軸 。兩個不平行的晶面（ h1k1l1） ,(h2k2l2)的晶帶軸 [u v w]可如下求得 晶面間距 對于不同的晶面族 {h k l}其晶面間距也不同。由晶面指數(shù)的定義、可用數(shù)學方法求出晶面間距，見公式。 a＝ b＝ c， α ＝ β ＝ γ ＝ 90176。 γ =120186。 通常把形成固溶體使強度升高 ， 硬度升高的現(xiàn)象叫做固溶強化 。 兩組元組成的臺金中 ， 在形成有限因溶體的情況下 ， 如果镕質(zhì)含量超過其溶解度時 ． 相會出現(xiàn)新相 ， 其成分處在 A在 B中和 B在 A中的最大溶解度之間 ， 故叫中間相 。 主要內(nèi)容 點缺陷、線缺陷、面缺陷、各類缺陷對結(jié)構(gòu)及性能的影響。 教學過程 一 、 復習上一節(jié)內(nèi)容 二 、 導入新課 三 、 講授新課 四 、 小結(jié) 五 、 思考題 六 、 作業(yè) 講授新課 點缺陷； 線缺陷； 面缺陷； 各類缺陷對結(jié)構(gòu)及性能的影響 。 3. 何為面缺陷 ？ 面缺陷有那些基本類型 ？ 對金屬的性能有那些影響 ？ 4. 如何用柏氏回路確定柏氏矢量 ， 請以刃型位錯為例說明之 。 如圖 21所示的位錯環(huán) ， 說明各段位錯的性質(zhì) ， 并指出刃位錯多余半原子面的位置 。 證明位錯密度 ρ和彎曲晶體曲率半徑 R的關系為 ρ=1 Rb。 假定這兩個位錯正在擴大 ， 試問位錯環(huán)在交互作用時 ， 是將位錯運動釘扎住 ， 還是形成一個大位錯源 ？ 如果能夠形成一個大位錯源 ， 試問該大位錯源開動所需臨界切應力有多大 ？ 實驗教學 位錯腐蝕坑的觀察 1學時 教學參考書 《金屬力學性質(zhì)的微觀理論》 哈寬富 科學出版社 1983年 《 材料科學基礎 》 潘金生等 清華大學出版社 2021年 第六部分 純金屬的凝固 一 、 教學目的及要求 二 、 主要內(nèi)容 三 、 學時安排 四 、 教學重點 五 、 教學難點 六 、 教學過程 七 、 思考題 八 、 作業(yè) 九 、 教學參考書 教學目的及要求 通過本章學習，使學生們掌握結(jié)晶的基本過程、結(jié)晶的熱力學條件、形核及長大規(guī)律、凝固理論的應用。 教學重點 結(jié)晶的基本過程 熱力學條件 凝固理論的應用 教學難點 1. 結(jié)晶的熱力學條件； 2. 形核及長大的規(guī)律 。 2. 什么叫臨界晶核 ？ 它的物理意義及與過冷度的定量關系如何 ？ 3